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旋转导向技术在石油定向井中的运用

张鹏宇

中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井分公司,天津大港,300280

摘要: 随着经济发展水平的不断提升和综合国力的增强,技术密集、高投资、高风险、高难度逐渐成为石油天然气勘测中的主要手段之一,在石油定向井工作的开展中,想要保证工作质量、勘测效果和开采效率,有必要将新型现代化的技术应用其中,旋转导向技术就是其中之一。近年来旋转导向技术在石油定向井中的运用越发广泛,为了进一步发挥其优势和功能,需要针对当前运用现状展开进一步研究,逐渐提高经济效益。
关键词: 旋转导向技术;石油定向井;运用研究
DOI:10.12721/ccn.2022.158164
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引言:钻井是石油开采中必不可少的关键环节之一,其可以在油层和地面之间建立一条流通通道,进而保证石油开采效率。以往由于技术、科技等方面不够先进与科学,在石油开采过程中经常会被一些因素所影响,在旋转导向技术出现之后,人们针对此技术展开了全面深刻的研究,并一直努力在实践中寻找更佳的运用方式,目前旋转导向技术在石油定向井中的运用取得了较为理想的效果。我国石油用量随着机械化产品的增加而不断上升,为了满足日益增长的需求总量,必须要在石油开采技术上不断优化和创新,旋转导向技术的出现解决了我国石油开采中的一些问题和不足,具有一些显著性特点,实现了较为理想的运用效果。

1、旋转导向技术的工作原理及系统结构

1.1 旋转导向技术工作原理

针对旋转导向技术在石油定向井中的运用研究,先要清晰准确地理解具体工作原理,这是重要的理论支撑,也是后续工作顺利实施与高效开展的前提保证。旋转导向技术的核心是导向装置,导向装置是钻具组合的重要部分,其主要工作原理是依靠固定动力,采取逐步钻进的方式展开工作。导向装置可以根据终端指令进行精准定位,当定位误差过大时可发出提醒,接收到提醒之后可重新定位旋转导向装置中的传感器包括伽马射线和多频电阻两部分内容,主要作用是提供基本参数,为接下来石油钻井工作的开展提供科学数据参考,避免在过程中出现突发情况。而且旋转导向技术还可以将测量数据实时准确的上传,有效提高机械钻速,保证钻进效率。旋转导向技术具有技术密集、风险和难度较高的特点,其在石油定向井工程中占据重要位置,其最主要的优势就是可以明确钻井轨迹,将实时情况上传至终端,达成实时勘测的目标。

1.2 旋转导向技术系统结构

旋转导向技术的系统结构比较复杂,主要由三部分组成,即钻井工具系统、地面监控系统和随钻测量系统。这三个系统之间形成了和谐统一的关系,在石油定向井的运用中需要这三个系统共同发挥作用,只有这样才能保证工作效果和开采效率。不同系统有不同的功能,导向装置、动力模块、通讯模块等共同组成了钻井工具系统,其在工作中需要互相作用和支撑,这也是整个工作流程中的基础部分。在此基础上各种传感器设施也会互相支撑和影响,是石油定向钻井过程中的主要部分。除此之外,旋转导向技术还需要在钻井过程中感知钻头环境,将真实情况实时上传回终端。总而言之,钻井工具系统、地面监控系统和随钻测量系统的互相配合,是旋转导向技术在石油定向井中运用效果的有力保障。

2、旋转导向技术在石油定向井中的具体运用

旋转导向技术钻速高、成本低、可在石油开采和钻井过程中实时调整并做出精准判断,将误差控制在合理范围内,对于复杂油气层的勘察具有积极作用。针对真实案例的调查研究也可发现:旋转导向技术能够深入到地面以下4000m的地质层,在石油钻井工作中发挥着重要意义,对于我国石油勘测与开采工作的实施能够起到重要助力和影响。

①旋转导向技术主要成就。旋转导向技术近年来在石油定向井中的运用越发广泛,频率在不断增加,为我国石油事业的发展和经济水平的提升提供了积极助力。由于旋转导向技术具有成本低、钻速高等优势,其性价比得到了大众的关注和认可,这一项基础在石油定向井中的运用也取得了一些显著成就,如在2015年渤海市就将旋转导向技术与随钻测井系统进行了整合,在石油开采和勘测工作中发挥了重要作用,体现了深刻的现实意义和社会价值,在后续一段时间内都一直被延续和发展。

②旋转导向技术中最核心的部分是导向装置,也正是因为导向装置的研发与应用,才保证了旋转导向技术在石油定向井中的应用效果,推进了我国石油开采与勘测效率的提升。导向装置可以让旋转导向技术在任何情况下都能展开工作,还能够保证其效率,将误差控制在合理范围内。在石油钻井工作中会遇到各种突发情况,无法保证地面的平整性,旋转导向技术即使是在斜坡上进行开采和勘测工作,依然能够保证平稳性和准确性。因为旋转导向技术的导向装置功能十分强大,在斜坡上虽然数据会发生变化,但是可以利用导向装置重新定位,根据公式计算出最终数据,再将其运用于后续钻井工作中。

③旋转导向技术会根据警钟部分产生弯曲,在一些末端部分会重新确定位置和方向,以此作为核心原理开展钻井工作。在具体操作的过程中,旋转导向技术会将泥浆作为基本载体,利用电脑进行终端控制,真正实现虚拟与现实的有机整合。前方钻井人员在接收到电脑指令后,可以站在安全位置利用旋转导向技术进行操作和控制,通过压力作用开展石油钻井和开采,一定程度上提升了工作效率,减轻了工作压力,还可以最大限度地保证钻井安全性。在作业过程中,由于旋转导向技术钻速较高,其可以在相同时间内完成更多的工作,有助于降低企业成本输出,减少不必要的能源损耗。在以往的石油钻井工作中,经常会出现一些复杂情况,在利用旋转导向技术开展工作后,可以在很大程度上避免地质复杂的部分,如果遇到复杂地形在条件允许的前提下可以选择避开。虽然旋转导向技术具有很多优势和特点,但在具体作业过程中依旧要综合多方面因素考虑,不能只关注眼前的利益,更要以长远眼光进行分析和思考,将旋转导向这一先进钻进技术灵活运用,发挥其最大化作用。

结束语:

综上所述,在石油钻井、勘测、开采等工作的实施中,旋转导向作为一种新型技术能够发挥重要作用,相关人员有必要针对旋转导向技术工作原理及系统结构展开深刻分析,积极探索旋转导向技术在石油定向井中运用的创新思路,在已有成就的基础上展开进一步研究。

参考文献:

[1]李铭巍.旋转导向技术在石油定向井中的运用[J].中国石油和化工标准与质量,2017(23):2.

[2]任宝来.石油定向井钻井中旋转导向技术的应用探讨[J].石化技术, 2018,25(7):1.

[3]付勇华.旋转导向钻井技术应用于水平定向钻进中[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(19):3.